商傳媒｜康語柔／綜合外電報導
長久以來，古代DNA（ancient DNA）一直是理解史前世界的黃金標準，協助重建已滅絕物種、古代遷徙路徑及人類演化史。然而，DNA的保存有其限制，在寒冷環境之外，它會迅速降解，往往在數十萬年後便完全消失，使得大部分史前資訊無法透過分子層面來探究。如今，古蛋白質體學（paleoproteomics）的發展正改變這一局面。
古蛋白質體學透過分析古代蛋白質，讓研究人員能夠從傳統上認為超出分子分析範圍的樣本中，發現生物學資訊。哥本哈根大學教授 Enrico Cappellini 指出，蛋白質分析能夠回溯比DNA保存極限更久遠的基因資訊。牛津大學博士後研究員 Alexandra Morton-Hayward 形容，DNA像百科全書，揭示潛在的演化關係和遺傳特徵；而蛋白質則更像日常報紙，能呈現生物實際的生理功能與生活樣貌，提供對古代生活的寶貴洞見。
這項分析技術結合化學、分子生物學與高解析度儀器，透過串聯質譜法（tandem mass spectrometry, MS）提取並分析化石材料中保存的蛋白質，重建胺基酸序列。Cappellini 曾成功從約 80 萬年前在西班牙發現的古人類物種智人祖先（Homo antecessor）牙釉質中提取蛋白質，直接分析其演化關係。由於該年代與環境下DNA幾乎不可能保存，這項突破證明了蛋白質分析的巨大潛力。2019 年，Cappellini 團隊從喬治亞國德馬尼西發現的 177 萬年前犀牛化石中，成功恢復牙釉質蛋白質，刷新了當時從哺乳動物獲取基因資訊的最古老紀錄。他們近期更進一步，從約 2,000 萬至 2,500 萬年前的犀牛化石中恢復蛋白質，這將有助於了解恐龍滅絕後哺乳動物的多元演化。
Morton-Hayward 強調，雖然骨骼和牙釉質是考古學常用材料，但軟組織能提供更豐富的生物學故事。例如，大腦可表達約 75% 的人類蛋白質，涵蓋免疫狀態、代謝活動及調控活動等多元資訊，與生物表型和生理的連結更為密切。全球目前已發現並報告超過 4,400 個保存完好的古代腦組織，為軟組織蛋白質研究提供獨特機會。
儘管古蛋白質體學仍屬新興領域且技術要求高，面臨蛋白質保存極限、樣本污染及數據解讀等挑戰（超過 95% 的蛋白質光譜仍無法被識別，被稱為「黑暗古蛋白質組」），研究人員正積極利用人工智慧（AI）、降解模型及實驗性衰變研究來克服這些困難。長遠目標是建立專為古代分子設計的參考框架，並期望將古蛋白質體學與古代DNA、同位素分析和考古證據結合，提供對已滅絕生物與過去人類族群更全面的多維度重建。目前，古代DNA最多只能回溯約 50 萬年前的歐洲或中亞樣本，而人類演化過程長達 700 萬至 800 萬年，古蛋白質體學將能填補這段時間的巨大空白，將化石轉化為珍貴的生化檔案，揭示古代生物的功能、適應與生活。
相關新聞推薦
正在載入相關新聞…
